全 文 :中药防风栽培品与野生品药材性状显微组织
差异比较研究
冯学锋1,付桂芳1,格小光1,杨京玉1,薛辉2
(1.中国中医科学院 中药研究所,北京 100700;
2.北京中医药大学 中药学院,北京 100029)
[摘要] 目的:中药防风栽培品与野生品药材性状显微组织差异比较。方法:药材性状比对,根横切面、粉末显微特征测
量和比对。结果:药材性状方面:防风野生品根呈长圆锥形或长圆柱形,少分枝;根头部有明显密集的环纹;断面有多数棕色
油点;气味特异。防风栽培品根常有分枝;根头部横环纹较少,断面棕色油点较少;气微。显微组织方面:防风野生品根横切面
韧皮部有多数类圆形油管,10~22环列;木质部导管呈放射状排列,但年轮状不明显。防风栽培品根横切面韧皮部油管10~
11轮;木质部导管可见大小相间呈年轮状。结论:防风栽培品与野生品在药材性状和显微组织上存在一定差异,外观性状的
差异和根横切面韧皮部油管环数的多少,可以作为两者的鉴别特征;1~4年的栽培防风可以根据木质部导管的年轮判别生长
年限。
[关键词] 防风;栽培品;野生品;药材性状;显微特征;差异
[收稿日期] 20090305
[基金项目] 国家科技部公益基金项目(2005DIA1J172)
[通信作者] 冯学锋,Tel:(010)640144112983,Email:hfj@mx.
cei.gov.cn
中药防风为伞形科植物防风Saposhnikoviadiva
ricata(Turcz.)Schischk.的根,具有解表祛风,胜
湿,止痉等功效,主产黑龙江、内蒙古、辽宁、吉林、
河北、山西等省区。在我国华北、东北地区产的防
风又称北防风、关防风,以黑龙江杜尔伯特(泰康)
为中心的草原地区所产的“小蒿子防风”品质优
良。防风传统上以应用野生品为主,随着多年的采
挖,野生资源减少,逐渐难以满足市场需求,近年
来市场中的防风野生品逐年减少,价格攀升,防风
野生品的价格几乎是栽培品的 1倍,在收购的野
生防风药材中常混入栽培品。另一方面,防风的
栽培技术较为成熟,市场上防风栽培品逐渐增多,
有替代野生品的趋势。
根据作者调查,目前防风栽培主要在黑龙江西
部草原周边地区,内蒙古赤峰地区,河北承德地区也
有栽培。防风以种子繁殖,大田方式栽培,一般3~
4年(最多5年)收获。由于栽培的环境不同,栽培
防风根外形改变较多。以往有关防风栽培品和野生
品质量比较研究,认为两者存在差异[12];药材性状
和显微特征也存在一定差异[35]。本实验在对防风
药材资源和市场调查的基础上,采集和购买了大量
防风药材商品和实验样品,对防风野生品与栽培品
的药材性状、显微组织方面差异进行比较研究,试图
为防风野生品与栽培品的鉴别、制定防风栽培品的
药材标准提供科学的依据。
1 材料
实验样品采自6省区,其中购买药材样品7份
(野生4份,栽培3份),实地采集样品18份(野生8
份,栽培10份),栽培样品还注意收集了不同生长
年限样品,用于实验对照。所有样品经冯学锋副研
究员鉴定均为伞形科植物防风 S.divaricata的根,
凭证标本存中国中医科学院中药研究所标本馆
(CMMI)。见表1,2。
2 方法
2.1 样品采集
首先对实地采集样品(不同生长年限和野生)
进行外观形状和显微镜观察,寻找鉴别特征和差异
点,再观察大量市场药材样品,分析考察各性状显微
特征的稳定性。通过观察和测量防风药材的大小、
颜色、形状等性状特征,对其栽培品与野生品性状特
征进行比对。采挖样品观察5~10个植株,商品药
材样品观察数量不少于10个体。通过光学显微镜
观察根横切片,粉末制片,对防风栽培品与野生品显
微组织进行测量、比对。
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表1 市场购买野生防风药材样品(三至四年生)
产地 采收时间
内蒙古赤峰牛营子镇 20060913
内蒙古多伦 200610
黑龙江泰康 20060909
黑龙江明水 20060915
黑龙江泰来 20060908
黑龙江明水 20060915
河北承德 20060908
表2 实地采集栽培防风药材样品
产地 采收时间 生长年限
黑龙江林甸隆山草原 20060918 三至四年生
黑龙江明水西碱沟草原 20060915 一至四年生
黑龙江泰康县4km 20060909 三年生
内蒙古多伦 20060705 三年生
北京延庆 20060926 -
河北承德职业学校南山 20060906 二至三年生
河北承德大石庙镇鸡冠山 20060907 二年生
河北承德市宽城县蒋杖子 20060910 三年生
黑龙江泰康县尖子山林场 20060909 三至四年生
黑龙江泰来三棵树 20060908 一至四年生
黑龙江安达老虎岗新民村三队 20060920 三年生
黑龙江林甸隆山乡 20060918 三年生
黑龙江明水通达镇果园 20060915 -
黑龙江青风县新村乡四八大队
三村
20060914 二至三年生
黑龙江庆安柳河农场 20060912 二年生
吉林农业大学生产基地(长春) 20060922 三年生
辽宁省义县郭家屯乡郭帽屯村 20060927 二年生
内蒙古赤峰市牛营子镇牛营子
村宋营子屯
20060913 三年生
2.2 根横切片制备
选取样品距茎基下2~3cm以下的根部,软化
后,采用常规石蜡切片法或徒手切片法制片。
2.3 样品粉末制片制备
将样品粉碎,过80目筛,粉末用冰醋酸甘油
水(1∶1∶1)封片。
2.4 显微特征测量
分别取防风野生品和栽培品不同产地样品,做
根横切片和粉末制片,测量、比对油管、导管和石细
胞长度、直径等参数,每产地样品每特征测量20组
数据,计算最大值和最小值。
光学显微镜型号 OLYMPUSBHT,显微数码摄
影仪型号 AnymicroDSSYT5M,AnymicroDSS图像
分析系统。
3 结果
3.1 药材性状特征
3.1.1 野生防风性状特征 长圆锥形或长圆柱形,
下部渐细,有的略弯曲,长15~30cm,直径05~2
cm。表面灰棕色至棕褐色,粗糙,有纵皱纹、多数有
横长皮孔及点状突起的细根痕。根头部有明显密集
的横环纹,有的环纹上残存棕褐色毛状叶基。体轻,
质松,易折断,断面不平坦,皮部浅棕色,见多数棕色
油点,有裂隙,木部浅黄色。气特异,味微甘。
3.1.2 栽培防风性状特征 长圆柱形,常有分枝,
长15~30cm,直径02~1cm。表面棕黄色至浅棕
褐色,有纵皱纹、多数横长皮孔及点状突起的细根
痕。根头部横环纹较少,有的残存棕褐色毛状叶基。
体轻,质松,易折断,断面不平坦,皮部浅黄棕色,棕
色油点较少,有裂隙,木部浅黄色。气微,味微甘。
3.2 根横切面
3.2.1 野生防风药材根横切面 木栓层为5~30层
细胞,类长方形,壁微木化。皮层窄,3~6层细胞,有
较大的椭圆形油管,长径8~30μm;油管周围细胞6~
12个。韧皮部较宽,有多数类圆形油管,10~22环列,
直径4~9μm,周围分泌细胞4~10个,管内可见金黄
色分泌物;韧皮射线2~3列细胞,多弯曲,外侧常成裂
隙。形成层明显。木质部导管甚多,呈放射状排列;导
管直径3~13μm,大小相间,年轮状不明显。抽苔防风
(母防风)根木质部外侧木薄壁细胞木化,与导管共同
形成木化组织环带。有的产地样品薄壁细胞含淀粉
粒,淀粉粒类圆形或长圆形,直径2~4μm。见图1。
野生防风茎基以下2~3cm部位为根茎,横切
面可见髓,薄壁组织内分布有2~3轮油管,有的可
见石细胞。
3.2.2 栽培防风药材及不同生长年限防风根横切
面 一年生防风根横切面:木栓层为 3~5层细胞。
皮层窄,2~3层细胞,有1环列椭圆形油管,长径
9~13μm。韧皮部较宽,油管2~3环列,类圆形,
直径3~11μm;周围分泌细胞5~7个,管内可见
金黄色分泌物。形成层可见。木质部导管放射状排
列,导管直径3~11μm。木部/皮部约为1/3,薄壁
细胞含淀粉粒。见图2。
二年生防风根横切面:木栓层为 6~9层细胞。
皮层窄,2~3层细胞,有1环列椭圆形油管,长径
10~28μm。韧皮部较宽,类圆形油管7~8环列,直
径4~11μm;周围分泌细胞5~10个,管内可见金
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A.野生防风(黑龙江泰康);B.野生抽苔防风(内蒙古多伦);
1.木栓层;2.油管;3.韧皮部;4.形成层;5.木质部;6.木薄壁细胞。
图1 防风根横切面
黄色分泌物。形成层明显。木质部导管放射状排
列,导管直径5~15μm,大小相间排列,呈年轮状。
木部/皮部约为1/2,薄壁细胞含淀粉粒。见图2。
三年生防风根横切面:木栓层为8~10层细胞。
皮层窄,3~5层细胞,有1环列椭圆形油管,较大,
长径18~33μm。韧皮部较宽,油管8~9环列,类
圆形,直径4~13μm;周围分泌细胞6~10个,管内
可见金黄色分泌物。射线多弯曲,外侧常成裂隙。
形成层明显。木质部导管放射状排列,可见大小相
间排列,呈年轮状,导管直径5~15μm;木射线2~3
列细胞,外侧常成裂隙。木部/皮部约为1,薄壁细
胞含淀粉粒。见图2。
四年生防风根横切面:木栓层为8~12层细胞。
皮层窄,5~9层细胞,有较大的椭圆形油管1列,长
径20~30μm。韧皮部较宽,有类圆形油管10~11
轮,由内至外渐大,油管直径3~10μm;周围分泌细
胞4~8个,管内可见金黄色分泌物;射线多弯曲,外
侧常成裂隙。形成层明显。木质部导管直径4~19
μm,呈放射状排列,可见大小相间年轮状;木射线
2~3列细胞,外侧常成裂隙。有的产地样品薄壁细
胞含淀粉粒,淀粉粒类圆形或长圆形,直径 1~5
μm。见图2。
栽培防风茎基以下1~2cm部位为根茎,有髓,
薄壁组织内分布有2~3轮油管,有的可见石细胞。
3.3 粉末显微特征
3.3.1 野生防风粉末主要显微特征 粉末淡棕色
或黄棕色。油管直径17~60μm,充满金黄色分泌
物。叶基维管束常伴有纤维束。网纹导管直径14~
85μm。木栓细胞多角形,淡棕色。石细胞少见,黄绿
色,长圆形或类长方形,长径45~123μm,短径35~
58μm。见图3。
3.3.2 栽培防风粉末显微特征 粉末棕黄色。油
管直径18~58μm,充满金黄色分泌物。叶基维管
束常伴有纤维束。网纹导管直径18~88μm。木栓
细胞多角形,淡棕色。石细胞极少见,黄绿色,长圆
形或类长方形,长径33~50μm,短径14~33μm。
见图3。
3.4 防风野生品与栽培品药材性状显微组织比较
根据上述实验,比对中药防风野生品与栽培品
药材性状显微组织方面差异,结果见表3。
4 结论与讨论
防风野生品与栽培品药材性状和显微组织上存
在一定差异,差异表现为①药材外观性状:防风野生
品根长圆锥形或长圆柱形,少分枝;表面颜色较深,
呈灰棕色至棕褐色,粗糙;根头部有明显密集的环
纹;断面不平坦,皮部浅棕色,见多数棕色油点;气特
异。防风栽培品根常有分枝;表面颜色较浅,呈棕黄
色至浅棕褐色;根头部横环纹较少,断面皮部浅黄棕
色,棕色油点较少;气微。②显微组织方面:防风野
生品根横切面韧皮部有多数类圆形油管,10~22环
列;木质部导管甚多,呈放射状排列,但年轮状不明
显。防风栽培品根横切面韧皮部油管10~11轮;木
质部导管呈大小相间呈年轮状。有文献[1]认为防
风栽培8年以上与野生防风近似,但目前防风一般
栽培3~4年,作者实验时用的防风栽培药材即为四
年生。
对不同生长年限防风栽培品根横切面进行韧皮
部油管观察,发现油管环数随生长年龄增加。一年
生韧皮部油管2~3环列,二年生7~8环列,三年生
油管8~9环列,四年生油管10~11轮。防风四年
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A.一年生;B.二年生(黑龙江柳河);C.三年生;D.四年生;1.木栓层;2.油管;3.韧皮部;4.形成层;5.木质部。
图2 不同年限栽培防风(黑龙江泰来)根横切面
A.野生品;B.栽培品;1.油管;2.叶基纤维;3.导管;4.木栓细胞;5.石细胞。
图3 防风粉末显微特征
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表3 防风野生品与栽培品药材性状显微组织比较
类型 特征 野生品 栽培品
药材性状 形态 长圆锥形或长圆柱形,下部渐细,少分枝 长圆柱形,常有分枝
表面 灰棕色至棕褐色,粗糙,根头部有明显密集的环纹 棕黄色至浅棕褐色,有纵皱纹、根头部横环纹较少
断面 皮部浅棕色,有多数棕色油点 皮部浅黄棕色,棕色油点较少
显微组织 韧皮部油管 10~22轮 10~11轮
导管 导管甚多,直径3~13μm,呈放射状排列,年轮状不明显 导管直径4~19μm,呈放射状排列,呈大小相间年轮状
生栽培品与野生品油管的环数还有一定差距。此结
果与性状观察防风栽培品油点较少,气味较弱特征
相吻合。
根据实验结果,栽培防风根横切面可见导管直
径呈大小相间排列,呈年轮状,因此,观察栽培防风
根横切面的导管,可以判断防风的生长年限,并区分
栽培品与野生品。
不同产地防风在性状和显微组织方面也存在差
异,如内蒙古多伦县的防风多采挖开花植株,因此药
材多为抽苔防风(母防风),根有木芯,质坚硬,根横
切面木质部外侧木薄壁细胞木化,形成木化组织环
带。黑龙江泰康等地多为未抽苔防风(公防风),根
没有木芯,质松软。根据产地调查,栽培防风一般2
年以后就会有一部分植株出现抽苔开花。
[致谢] 黑龙江中医药大学王振月教授、王丹同学协
助采集实验样品。
[参考文献]
[1] 哈永年,高凤兰.野生和种植防风根的形状和质量[J].黑龙江
中医药,1989(2):25.
[2] 孟祥才,江延辉,娄志红.栽培防风质量分析[J].特产研究,
2000,22(4):43.
[3] 滕治杰,李忠林,伊洪光.防风的野生药材与其栽培品的鉴别
[J].牡丹江医学院学报,2002,23(3):24.
[4] 高智,刘鸣远.野生和栽培防风根系的比较形态解剖学研究
[J].植物研究,1997,17(3):344.
[5] 楼之岑,秦波.常用中药材品种整理和质量研究[M].北京:北
京医科大学 中国协和医科大学联合出版社,1995:448.
Diferenceofshapesandpropertiesandmicroscopicframeworksbetween
wildandcultivatedRadixSaposhnikovia
FENGXuefeng,FUGuifang,GEXiaoguang,YANGJingyu,XUEHui
(InstituteofChineseMateriaMedica,ChinaAcademyofChineseMedicalSciences,Beijing100700,China)
[Abstract] Objective:Tofindthediferenceoftheshapesandpropertiesandthemicroscopicframeworksbetweenwildand
cultivatedRadixSaposhnikovia.Method:Theshapesandproperties,thecharactersoftransversesection,thepowderanddisintegra
tedtissueofrootsofmedicalmaterialswerecomparedbymicroscopicmeasuring.Result:WildRadixSaposhnikoviahadalongconical
orcylindricalroot,andfewerrootbranches.Itshowedacloseannulusgrainontoproot,corticalsectionofrootinlightbrowncolour,
manybrownoilspotsandpossessedtypicalodor,WhilecultivatedRadixSaposhnikoviahadmanyrootbranches,andshowedlessan
nulusgrainontoproot,corticalsectionofrootinlightyelowbrowncolour,lessbrownoilspotsandpossessedlightodor.Thedifer
enceofmicroscopichistologicalstructurewasthatwildRadixSaposhnikoviahadphloemtransversesectionofrootwithmanyrotundity
oiltubeliningup1022rings,xylemvesselwithradiaterank,andindistinctannualring.WhilecultivatedRadixSaposhnikoviahad
phloemtransversesectionofrootwithoiltubeliningup1011ringsandxylemvesselwithdistinctannualring.Conclusion:Thereex
istsseveraldiferencesbetweenwildandcultivatedRadixSaposhnikoviainshapesandpropertiesanddiferencesofmicroscopicframe
works.Themaincharacteristicsarethediferencesofshapesandnumbersofoiltubeofphloemtransversesectionofroot.Thecultivat
edRadixSaposhnikoviaof14yearscanberecognizedbyannualringsofxylemvessel.
[Keywords] Saposhnikoviadivaricata;wildRadixSaposhnikovia;cultivatedRadixSaposhnikovia;shapesandproperties;mi
croscopic;diference
[责任编辑 吕冬梅]
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